(57)【要約】【課題】感光体の周囲に大きなスペースを必要とせず，感光体への放電生成物の付着を効果的に抑制できる帯電装置および画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明の帯電装置１２は，感光体１１への対面側に開口が形成されたシールドケース２２と，シールドケース２２の中に配置された放電電極２１とを有し，放電電極２１と感光体１１との間の放電により感光体１１の表面を帯電させるものであって，シールドケース２２の内面のうち開口に沿った放電生成物堆積領域（Ｈ）を覆う被覆位置に配置されるとともに，被覆位置から待避した待避位置へ待避可能な被覆部材２４を有するものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体への対面側に開口が形成されたシールドケースと，前記シールドケースの中に配置された放電電極とを有し，前記放電電極と像担持体との間の放電により像担持体の表面を帯電させる帯電装置において，
前記シールドケースの内面のうち前記開口に沿った放電生成物堆積領域を覆う被覆位置に配置されるとともに，前記被覆位置から待避した待避位置へ待避可能な被覆部材を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の帯電装置において，
前記被覆部材は，帯電時には前記待避位置に待避され，非帯電時には前記被覆位置に配置されるものであることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の帯電装置において，
帯電時に前記シールドケースの内部を排気する排気装置を有し，
前記排気装置は，帯電終了の際，前記被覆部材が前記待避位置から前記被覆位置へと移動した後に停止されるものであることを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の帯電装置において，
前記被覆位置は，前記被覆部材が前記開口の縁から６ｍｍ以上を覆う位置であり，
前記待避位置は，前記被覆部材が前記開口の縁から６ｍｍ以上離れた位置であることを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の帯電装置において，
前記シールドケースに，前記被覆部材を通過させる窓部が形成されており，
前記被覆部材は，前記待避位置では前記シールドケースの外側に配置されるものであることを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
像担持体と，放電により前記像担持体の表面を帯電させる帯電装置とを有する画像形成装置において，
前記帯電装置は，
前記像担持体への対面側に開口が形成されたシールドケースと，
前記シールドケースの中に配置された放電電極と，
前記シールドケースの内面のうち前記開口に沿った放電生成物堆積領域を覆う被覆位置に配置されるとともに，前記被覆位置から待避した待避位置へ待避可能な被覆部材とを有し，
前記被覆部材は，帯電時には待避位置に待避され，非帯電時には被覆位置に配置されるものであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電子写真方式の画像形成装置およびその画像形成装置において感光体を帯電させる帯電装置に関する。さらに詳細には，コロナ放電を行う放電電極を有する帯電装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では，一般に，感光体の表面を一様に帯電させて，その後に静電潜像を形成することが行われる。この帯電装置として，例えば，コロナ放電による帯電装置が用いられるものがある。コロナ放電を行うと，その放電に起因して放電生成物が発生し，感光体の表面に付着する。さらに，この放電生成物の付着量が多くなると，感光体の表面上に放電生成物の酸化膜が形成される。この放電生成物の酸化膜が空気中の水分を吸収して，感光体の表面上の抵抗を低下させることにより，感光体表面にリークが発生する。その結果，像流れと呼ばれる画質低下が発生するおそれがある。
【０００３】
そのため従来より，感光体への放電生成物の堆積を防止するために，クリーニングブレードや研磨ブレードによって，感光体の表面から放電生成物を除去することが行われている。しかし，これらの方法では感光体の表面層をも，ある程度剥ぎ取ることになるため，感光体の寿命を短くするおそれがある。近年では，感光体の表面に保護層を形成することにより，感光体の長寿命化を図ろうとしていることからも，この方法はあまり好ましくない。
【０００４】
それに対し，感光体へ放電生成物が付着することを防止する手法も開示されている。例えば，特許文献１には，画像形成を停止している時は，帯電器と対向している箇所の感光体の表面に，フィルムを静電的に付着させる手段が開示されている。また，特許文献２には，画像形成時には帯電器を感光体とを対向させ，画像形成停止時には帯電器を移動させて感光体と対面しないようにする装置が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１０４５６６号公報
【特許文献２】特開２００６−２７６２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記した従来の技術では，いずれも帯電器に隣接してかなりのスペースが必要となる。特許文献１の手法では，フィルムを保管するためのスペースが必要である。特許文献２の手法では，帯電器の移動先となるエリアを確保しておくことが必要である。これらのスペースはいずれも，感光体の軸方向全体にわたって必要であるため，装置が大型化しがちであるといった問題点があった。
【０００６】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，感光体の周囲に大きなスペースを必要とせず，感光体への放電生成物の付着を効果的に抑制できる帯電装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の帯電装置は，像担持体への対面側に開口が形成されたシールドケースと，シールドケースの中に配置された放電電極とを有し，放電電極と像担持体との間の放電により像担持体の表面を帯電させる帯電装置であって，シールドケースの内面のうち開口に沿った放電生成物堆積領域を覆う被覆位置に配置されるとともに，被覆位置から待避した待避位置へ待避可能な被覆部材を有するものである。
【０００８】
本発明の帯電装置によれば，被覆部材を放電生成物堆積領域を覆う位置に配置することができるので，この領域への放電生成物の堆積を抑制することができる。一方で，この領域は帯電時に放電のために使われる領域である。本発明の帯電装置では，被覆部材が待避位置へ待避可能なものとされているので，帯電時には待避させることができる。従って，感光体への放電生成物の付着を効果的に抑制できる。
【０００９】
さらに本発明では，被覆部材は，帯電時には待避位置に待避され，非帯電時には被覆位置に配置されるものであることが望ましい。
このようなものであれば，帯電時には通常の帯電処理を行うことができるとともに，非帯電時には放電生成物の堆積を抑制することができる。
【００１０】
さらに本発明では，帯電時に前記シールドケースの内部を排気する排気装置を有し，排気装置は，帯電終了の際，被覆部材が待避位置から被覆位置へと移動した後に停止されるものであることが望ましい。
このようなものであれば，帯電時に発生する放電生成物は排気装置によって排気される。また，帯電終了しても，被覆部材による被覆がなされてから排気装置が停止されるので，放電生成物が放電生成物堆積領域に堆積することは抑制されている。
【００１１】
さらに本発明では，被覆位置は，被覆部材が開口の縁から６ｍｍ以上を覆う位置であり，待避位置は，被覆部材が開口の縁から６ｍｍ以上離れた位置であることが望ましい。
このようなものであれば，シールドケースの開口から６ｍｍ程度までの範囲である放電生成物堆積領域は，効果的に被覆される。
【００１２】
さらに本発明では，シールドケースに，被覆部材を通過させる窓部が形成されており，被覆部材は，待避位置ではシールドケースの外側に配置されるものであることが望ましい。
このようなものであれば，帯電処理実行時には被覆部材は，シールドケースの外側であり，放電生成物にさらされることはない。従って，被覆部材への放電生成物の付着も効果的に抑止できる。
【００１３】
また本発明は，像担持体と，放電により像担持体の表面を帯電させる帯電装置とを有する画像形成装置であって，帯電装置は，像担持体への対面側に開口が形成されたシールドケースと，シールドケースの中に配置された放電電極と，シールドケースの内面のうち開口に沿った放電生成物堆積領域を覆う被覆位置に配置されるとともに，被覆位置から待避した待避位置へ待避可能な被覆部材とを有し，被覆部材は，帯電時には待避位置に待避され，非帯電時には被覆位置に配置される画像形成装置にも及ぶ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の帯電装置および画像形成装置によれば，感光体の周囲に大きなスペースを必要とせず，感光体への放電生成物の付着を効果的に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，コロナ放電による帯電装置を有する電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００１６】
本形態の画像形成装置１は，図１にその主要部を示すように，感光体１１と，その周囲に配置された帯電装置１２，露光装置１３，現像装置１４，転写装置１５，クリーナ１６を有している。感光体１１と転写装置１５との間には，被転写材１７が通過される。被転写部材１７は，用紙でもよいし，中間転写材であってもよい。なお，本形態では，感光体１１として，その表面に比較的高い硬度を有する保護層が設けられているものを用いている。
【００１７】
本形態の画像形成装置１は，画像形成時には，概略，以下のように動作する。感光体１１は，図１中に矢印で示すように回転され，帯電装置１２によって表面が一様に帯電される。続いて，露光装置１３によって照射されるレーザ光により，感光体１１の表面に画像データに基づいた静電潜像が形成される。さらに，その静電潜像が現像装置１４によって現像され，トナー像が形成される。そのトナー像は，感光体１１と転写装置１５との間で，被転写部材１７に転写される。転写後も感光体１１に残留しているトナーは，クリーナ１６によって除去される。
【００１８】
本形態の帯電装置１２は，図２に示すように，コロナ放電によるものである。この帯電装置１２は，放電電極２１，シールドケース２２，グリッド電極２３，遮蔽部材２４を有している。放電電極２１は，ノコ歯形状またはワイヤ形状の電極であり，シールドケース２２やグリッド電極２３に接触しない位置に保持されている。帯電処理時には，この放電電極２１に数ｋＶの高電圧を印加することにより，コロナ放電させる。また，グリッド電極２３にも，帯電電圧を制御するための電圧を印加する。
【００１９】
シールドケース２２は，金属製のケースであり，感光体１１に対面する側である図２中上部に開口が形成されている。このシールドケース２２の開口側にグリッド電極２３が配置されている。さらに，シールドケース２２には，その図２中下部に排気口２５が形成されている。排気口２５は，排気路２６を介してファン２７に接続されている。ファン２７を動作させることにより，シールドケース２２内の空気とともに放電生成物等の浮遊物が排気される。排気路２６中にフィルタ等を設けてもよい。また，シールドケース２２は，グリッド電極２３と同電位にしてもよいし，接地してもよい。
【００２０】
また，遮蔽部材２４は，樹脂等の絶縁材で形成されている板状の部材である。この遮蔽部材２４は，図２に示すように，シールドケース２２の両側面の内側に配置され，シールドケース２２の内面を図中奥行き方向の全体にわたって覆っている。ただし，図中上下方向の大きさは，シールドケース２２の大きさの約半分である。
【００２１】
この遮蔽部材２４は，図２に示すように下部分を覆う待避位置と，図３に示すように上部分を覆う被覆位置との間で移動可能なものである。ここで，被覆位置では，遮蔽部材２４の図中上端部が，シールドケース２２の感光体１１に対面する側の開口端とほぼ同じ高さに配置される。そして，後述する放電範囲Ｈの全体を被覆する。また，待避位置では，遮蔽部材２４はシールドケース２２の底（感光体１１から遠い側）まで移動され，放電範囲Ｈを被覆しない位置に配置される。
【００２２】
次に，本形態の画像形成装置１の帯電装置１２の動作について説明する。画像形成を実行するときには，帯電装置１２の放電電極２１に数ｋＶの高電圧を印加し，放電電極２１にコロナ放電させる。発生した電荷は，感光体１１上に移動し，感光体１１を帯電させる。このとき，感光体１１を所望の電位とするために，グリッド電極２３にも電圧が印加される。グリッド電極２３と感光体１１の表面との電位が等しくなると，感光体１１への電荷の移動は停止する。そして，この後は，放電電極２１から発生する電荷はシールドケース２２に流れ込む。
【００２３】
帯電実行時には，コロナ放電によって，放電生成物（オゾン，ＮＯｘ等）が生じる。特に二酸化窒素が水と結合して生成された硝酸化合物が，空気中のアンモニアと反応すると，水溶性を持ちながら感光体１１の表面に付着する。高湿環境においては，この付着した硝酸アンモニウムがさらに水分を吸収して，感光体１１の表面の抵抗値を低下させる。これによって，放電生成物による暴露部分とそうでない部分との境界に導電路が形成されるため，画像部と非画像部との境界がぼけてしまう。このため，像流れ等の画質不良の原因となることがわかっている。
【００２４】
ただし，画像形成中には，帯電装置１２の内部は，排気口２５を介してファン２７によって排気されている。従って，感光体１１に付着する前にその多くが排出されるので，感光体１１への放電生成物の付着量は多くはない。クリーナ１６のクリーニングブレード等による摺擦によって，十分除去できる程度となっている。
【００２５】
これに対し，画像形成を停止した後には，帯電装置１２や感光体１１の駆動を停止するようにしているので，ファン２７による排気やクリーナ１６による除去が行われない。主電源が停止された場合も同様である。そのため，帯電装置１２中に放電生成物が残っていたとしても，次回の画像形成開始までそのまま放置されることになる。
【００２６】
発明者らは，従来の装置では，装置中に残留していた放電生成物が，この停止期間中にシールドケース２２に付着し，シールドケース２２に次第に堆積されていたことを見出した。特に耐久使用後の装置では，シールドケース２２の特定の範囲内に多く堆積した状態となっていることが判明した。さらには，シールドケース２２に堆積していた放電生成物が，装置の停止期間中に装置内を浮遊し，感光体１１の表面に移動して付着する場合があることも分かった。
【００２７】
そこで，発明者らは，シールドケース２２のうちの放電範囲Ｈ（放電に寄与している範囲）を特定するための実験を行った。そのために，まずシールドケース２２の内面を完全に絶縁体で被覆して，その状態では放電電極２１とシールドケース２２との間に電流が流れないことを確認した。そして，被覆する範囲を，感光体１１に対面する開口側から少しずつ減らしていきつつ，その状態で流れる電流を測定した。
【００２８】
その結果を図４に示す。この図で横軸は，シールドケース２２の内面のうち被覆されていない範囲の開口からの幅を示している。被覆されない範囲を大きくするにつれて，次第に大きい電流が流れるものの，約６ｍｍを超えるとほぼ飽和した。この結果から，本形態では，シールドケース２２の内面のうち開口から約６ｍｍまでが，放電に寄与している放電範囲Ｈであることが分かった。また，開口から約６ｍｍを超えた範囲は，あまり放電に寄与していないことも分かった。また，シールドケース２２の大きさ等を変えても，この６ｍｍという数値はさほど変わらないことも分かった。
【００２９】
発明者らは，この放電範囲Ｈが，放電生成物が堆積する領域に相当するのではないかと予測して，次の実験を行った。つまり，帯電動作の後に，シールドケース２２の開口側から一定幅の部分を絶縁物で遮蔽して放置し，シールドケース２２への放電生成物の堆積状況を確認した。そのために，まず遮蔽しない状態で帯電動作をさせ，帯電動作終了後に遮蔽して放置した。その後，画像形成を行い，像流れの程度を評価した。その遮蔽する幅を変えて，複数回の実験を行った。なお，ここでは３０℃，８５％ＲＨの高温高湿環境において実験した。
【００３０】
評価基準は，以下の通りとした。
ハーフトーン画像でも像流れが発生しなかった場合に○
ハーフトーン画像ではやや発生したが，文字パターン等では目視で判断できる程度の像流れは発生しなかった場合に△
文字パターンでも目視で判断できる程度の像流れが発生した場合に×
とした。
【００３１】
この実験の結果を，図５に示す。この図の結果に示すように，目視で判断できる程度の像流れを発生させないためには，少なくとも５ｍｍ以上を遮蔽することが必要であり，８ｍｍ以上遮蔽すればさらに好ましいことが分かった。この範囲は上記で確認した放電範囲Ｈとほぼ同程度であり，従って，放電範囲Ｈを遮蔽すれば，像流れの発生をほぼ防止できることが分かった。このことから，放電範囲Ｈが放電生成物堆積領域に相当し，非帯電時にこの範囲を被覆することにより，像流れを効果的に抑制できることが確認できた。すなわち，本形態では，放電生成物堆積領域は，開口から約６ｍｍまでの範囲であることが分かった。
【００３２】
そこで，本形態の帯電装置１２は，シールドケース２２のうちの放電範囲Ｈを，帯電時には開放し，非帯電時には遮蔽するものとする。そのために，図２と図３に示すように，遮蔽部材２４を，帯電時には放電範囲Ｈの外部（待避位置；図中下位置）に，非帯電時には放電範囲Ｈ（被覆位置；図中上位置）に位置させるのである。このようにすることにより，遮蔽部材２４は，帯電時には帯電処理の妨げとはならない。また，非帯電時には放電生成物のシールドケース２２への堆積を防止することができる。
【００３３】
次に，遮蔽部材２４を上下に移動させるための機構について説明する。図６に示すように，感光体１１の軸方向端部には，モータ等の動力源による駆動力を受けて，感光体１１を回転駆動するための駆動ギア４１が取り付けられている。そして本形態の帯電装置１２は，遮蔽部材２４と駆動ギア４１とを連結する駆動伝達部材２８を有している。なお，シールドケース２２の両側面に設けられている遮蔽部材２４は，その軸方向端部において互いに連結された一体のものである。
【００３４】
本形態の駆動伝達部材２８は，図６に示すように，揺動ギア４３，アイドルギア４４，カム４５を有している。揺動ギア４３は，駆動ギア４１に噛み合っている。また，揺動ギア４３は，揺動穴４３ａを有し，機内に固定して設けられたピン４６に対して揺動される。揺動ギア４３の位置によって，揺動ギア４３とアイドルギア４４とが噛み合う。また，アイドルギア４４は，カム４５を回転させる。カム４５の回転位置により，遮蔽部材２４は上下に移動する。
【００３５】
本形態の駆動ギア４１は，両方向への回転が可能なものである。通常の画像形成時には，図１に矢印で示すように，図中時計回りに感光体１１を回転させる。以下では，この回転方向を正回転，逆方向の回転を逆回転という。図６に示す揺動ギア４３は，駆動ギア４１が正回転すると図中上方へ揺動され，アイドルギア４４から外れるようにされている。従って，画像形成時にはアイドルギア４４は回転されないので，遮蔽部材２４は移動しない。そして本形態の駆動伝達部材２８は，この状態で，遮蔽部材２４が下位置に位置するようになっている。
【００３６】
帯電処理の終了後，ファン２７の回転を続行している状態で，駆動ギア４１はあらかじめ決められた角度だけ逆回転される。これにより，揺動ギア４３は，図６中で下方へ揺動され，アイドルギア４４と噛み合い，アイドルギア４４をあらかじめ決められた角度だけ回転させる。アイドルギア４４は，カム４５を回転させる。カム４５の回転によって遮蔽部材２４が上昇する。
【００３７】
すなわち，遮蔽部材２４による遮蔽がなされていない間は，必ずファン２７による排気が行われている。従って，帯電処理の終了後にもいくらかの放電生成物が発生したとしても，浮遊する放電生成物がシールドケース２２の内面に付着することは防止される。遮蔽部材２４が上昇した後もしばらくの間，ファン２７による排気を行ってもよい。この後，ファン２７が停止される。この位置で駆動ギア４１が停止されるので，遮蔽部材２４も停止する。このまま主電源が遮断された場合も，この位置が保持される。
【００３８】
そして再び帯電処理が実行される場合には，駆動ギア４１が正回転され，まず，揺動ギア４３とアイドルギア４４とを介してカム４５を回転させる。これにより，遮蔽部材２４が下降する。駆動ギア４１がさらに回転されることにより，揺動ギア４３とアイドルギア４４との噛み合いが外れる。それ以上は駆動ギア４１が正回転されても，揺動ギア４３とアイドルギア４４とは連結されない。また，駆動ギア４１によって感光体１１が正回転されるので，通常の画像形成処理が可能となる。このようにして，駆動伝達部材２８によって，遮蔽部材２４を移動させることができる。
【００３９】
本形態の遮蔽部材２４は，シールドケース２２の側面の内周に沿って設けられた板材である。また，駆動伝達部材２８は，感光体１１の軸方向の一端部に設けられたギヤとカムである。従って，いずれも小型の部材で実施できるものであり，装置の大型化を招くおそれはない。
【００４０】
次に，本形態の別の例を図７と図８に示す。この帯電装置５１は，シールドケース５２と遮蔽部材５３を有している。これ以外の部材は帯電装置１２と同様である。これらの図に示すように，シールドケース５２には，高さ方向に放電範囲Ｈの箇所において，感光体１１に対面する側が広くなった段差が形成されている。そして，シールドケース５２の段差箇所には，図中上下に貫通する貫通穴５４が形成されている。この貫通穴５４を通って，遮蔽部材５３が上下に移動可能にされている。
【００４１】
図７は帯電時の配置であり，図８は，非帯電時の配置を示している。すなわち，帯電時には，遮蔽部材５３は，段差箇所の下方でシールドケース５２の外側に配置されるので，放電範囲Ｈは遮蔽されていない。さらには，帯電時に遮蔽部材５３がシールドケース２２の外部に配置されることから，遮蔽部材５３に放電生成物が付着することが防止されている。
【００４２】
また，非帯電時には，段差箇所の上方で，シールドケース５２の内周側に配置されるので，放電範囲Ｈは遮蔽される。すなわち，放電生成物が付着していないクリーンな遮蔽部材５３によって遮蔽することができる。従って，このようなものであっても，帯電時には放電範囲Ｈを開放するとともに，非帯電時には放電範囲Ｈを遮蔽する帯電装置とすることができる。
【００４３】
以上詳細に説明したように，本形態の画像形成装置１によれば，非帯電時にはシールドケース２２の内側において放電範囲Ｈが遮蔽される。従って，非帯電時に，この範囲に存在する放電生成物が感光体１１へ付着することはない。この配置は，主電源をオフされた後も維持されるので，使用されていない間に感光体１１に放電生成物が蓄積されるおそれはない。帯電時には，放電範囲Ｈは遮蔽されていないので，帯電処理の障害となることはない。これにより，感光体への放電生成物の付着を効果的に抑制できる帯電装置となっている。さらに，遮蔽部材２４もこれを移動させる駆動伝達部材２８も小型もので十分であり，感光体の周囲に大きなスペースを必要とすることはない。
【００４４】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，遮蔽部材の形状や配置はかならずしも上記の形態のものに限らない。被覆位置では少なくとも放電範囲Ｈを被覆すればよく，待避位置では少なくとも放電範囲Ｈ以外に配置されればよい。また例えば，上記の実施形態では，帯電装置の帯電方式としてスコロトロン帯電を採用しているが，本発明はコロトロン帯電方式の帯電装置にも適用できる。また，帯電ローラや帯電ブラシによるものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本形態の画像形成装置の主要部を示す概略構成図である。
【図２】帯電装置を示す断面図である。
【図３】帯電装置を示す断面図である。
【図４】被覆しない範囲と電流との関係を示すグラフ図である。
【図５】遮蔽する範囲と像流れのレベルとの関係を示す図である。
【図６】駆動伝達部材を示す説明図である。
【図７】帯電装置の別の例を示す断面図である。
【図８】帯電装置の別の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  画像形成装置
１１  感光体
１２，５１  帯電装置
２１  放電電極
２２，５２  シールドケース
２４，５３  遮蔽部材
２７  ファン
２８  駆動伝達部材
５４  貫通穴
【図１】
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【図２】
2010039098.tif 000004
【図３】
2010039098.tif 000005
【図４】
2010039098.tif 000006
【図５】
2010039098.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010039098.tif 000009
【図８】
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